JP3665330B2 - Drive connector - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の技術分野】
本発明は、互いに平行である回転軸線をそれぞれ有する第1の回転体及び第2の回転体を備え、一方の回転軸線が他方の回転軸線に関してその回転軸線に直交する方向に移動可能であり、第1の回転体が中空で、第2の回転体が第1の回転体内に配置された、二つの回転体間の駆動接続具に関する。本発明は、特に、二つの回転体が共にシャフトであり、第1の回転体が中空シャフトであり、多分、中実で組み合わせ体の駆動部材である第2の回転体が第1の回転体の内部に配置された駆動接続具に関する。
【0002】
【背景技術】
本発明は、英国特許2066361号及び同第2206179号の明細書に記載された型式の機構に関し、その機構は、内燃機関の弁を作動させ、作動状態の変化に適合するように作動中の弁のタイミングを変化させることができる。また、この機構において、中空のシャフトが該中空のシャフト内に配置された中実なシャフトによって駆動される。
【0003】
例えば、一例として、英国特許第2066361号の明細書に記載された駆動シャフトとカムシャフトとの間の接続具は、インライン形シリンダを備えるが該シリンダの吸気弁がそのラインに対して排気弁からオフセットされているエンジンに、適している。英国特許第2206179号の明細書に基づく発明は、シリンダがインライン形であり、吸気弁及び排気弁もまた、シリンダの中心と一直線であるコンパクトなエンジンで使用することの出来る機構が必要とされることに起因する。該発明の別のファクタは、英国特許第2066361号におけるように、弁作動カムがロッカー又はレバーにではなく、バケットタペットに、直接作用するようにすることが益々、望まれることである。
【0004】
一例として、英国特許第2206179号の明細書に記載された設計において、中央の駆動シャフトとその駆動シャフトを囲繞する中空のカムシャフトとの間の駆動接続具は、一例として、駆動シャフトから半径方向に突出するアームによって形成される。該アームの外端は、その軸線が駆動シャフトの軸線に対し平行になっている一部円筒形の形状をしている。その外端は一部円形の形状をしており、この外端は、中空のカムシャフトに取り付けたフランジに形成した半径方向スロット内を摺動可能に取り付けたブロックに形成される対応する凹所に回転可能に係合する。かかる接続具は、上述の全ての構成要素が、英国特許第2066361号、及び欧州特許第0179581号の接続具と異なり、駆動シャフト及び駆動シャフトの回転軸線に対し同一の横断面内に位置するため、軸方向に極めてコンパクトであるという利点が得られる。上記両特許において、二つのシャフトの間の駆動接続具内には、ピン等により接続される軸方向空隙がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、英国特許第2206179号の設計の軸方向へのコンパクトさに加えて、半径方向にも著しくコンパクトであり、特に、駆動シャフトの回転軸線と回転継手の回転中心との間の距離(半径)Yを縮小させることの利益を認識することにより為されたものである。かかる駆動接続具の場合、弁のタイミングの実現可能な可変範囲は、X/Yの関数に比例し、ここで、Xは、駆動シャフトの回転軸線と被動シャフトの回転軸線との間の距離であり、Yは、上述の通りである。あらゆる実用的な設計において、Xの最大量は、被駆動側の中空のカムシャフトのボアによって制限される。その理由は、その寸法が少しでも増大することは、中空のカムシャフトの軸受けにおける摩擦損失を増大させ、又、これに比例して、カムベースの円形の直径を大きくしなければならないため、被動カム(カムフォロア)の表面における表面速度及び摩擦損失を増大させる傾向となるからである。故に、Yの値を最小にすることにより、X/Yの関数の値を最大にすることが有利である。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、本発明の開示範囲に含まれるべき開示内容の請求の範囲によって規定される。
【0007】
本発明は、又、一例として、添付図面に関して説明する駆動接続具及び弁タイミング機構を含むものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
符号2で示す少なくとも一つの弁作動カムを支持する中空のカムシャフト1は、固定の回転軸線3の周りを回転し、典型的に、チェーン7を介してエンジンのクランクシャフト6から駆動される中実な駆動シャフト5により、全体として符号4で示した駆動接続具を介して駆動され、このチェーン7及びクランクシャフト6は、第2図に概略図でのみ示してある。駆動シャフト5の回転軸線8は、常にカムシャフト1の回転軸線3に対して平行である。図1において、二つの回転軸線は一致するが、駆動シャフト5に応答してカムシャフト1の回転パターンを変化させ、これにより、カム2によりエンジンの弁の開閉タイミングを変化させるべく、例えば、符号9で概略図でのみ示されかつ当該技術分野で周知の型式である、英国特許第2066361号の明細書に記載された機構によって回転軸線8をその軸線に直角の方向に動かすことができる。
【0009】
カムシャフト1は、半径方向スロット11が形成されたフランジ10を支持し、該スロット11内には、スライダ12が摺動可能に取り付けられる。スライダ12には、一部円筒状のキャビティ13が形成され、そのキャビティ13の軸線は、回転軸線3、8に対して平行に位置する。スライダ12の軸線に沿った方向の長さ(又は厚さ)に対応する軸方向長さ(又は厚さ)を有していてそのキャビティに合う一部円筒状の部材15は、スライダ12のキャビティ13に等しい半径(17)を有する凸状面領域16を提供し、このため、スライダ12及び部材15は、凸状面の曲率中心すなわち回転軸線18を有する回転継手の二つの半体として機能する。部材15の凹状面領域19の曲率は、駆動シャフト5の表面に適合し且つ該面と整合する。図1及び図2に図示した例において、駆動シャフト5及び部材15は、ソケットヘッドキャップねじ21により共に保持されかつ中空の位置決め止め部材22により相互に位置決めされる。別の実施例において、部材15は、例えば、リベットによって駆動シャフト5に一層恒久的に固定することができ、又は駆動シャフト5と一体に形成することも可能である。
【0010】
図1の主要部分のうち、駆動シャフト5及び部材15の組み合わせは、駆動シャフトの回転軸線8の周りを回転可能な一つのアームを形成することが明らかである。アームがその一部である駆動機構は、英国特許第2206179号の明細書に記載された連結機構と略同一の方法にて、回転軸線3と回転軸線8との間の距離の変化に伴って、カムシャフト1に付与される回転パターンを変化させることができる。駆動シャフト5の外周には、スライダ12の付近に小さい切欠き23が形成されており、該切欠き23は、回転軸線3と回転軸線8との間の距離が最大程度に達するのに伴って、各回転中、スライダが駆動シャフト5に対して為す傾動動作を許容する隙間を提供する。図1には、上述のアームの断面積が駆動シャフト5及び部材15の断面積の合計値に略等しい、本発明の特徴が示されている。部材15の表面領域16、19の凸形及び凹形の形状の結果、回転軸線8と曲率中心(回転中心でもある)18との間の距離24(前述の距離Yに対応する)が短くなる。これは、関数X/Yの値を小さくするのに有効であり、上述の効果及び利点が得られる。図1に図示するように、部材15をそのような構造及び取り付け状態としたとき、回転継手の回転中心18は、その軸線に沿って見たとき、駆動シャフト5の外周の輪郭内に位置し、回転中心18と回転軸線8との間の距離は、駆動シャフト5の半径よりも短くなる。かかる小さい値は、英国特許第2206179号の明細書に一例として掲げた何れの構造体においても全く実現不可能であり、その英国特許における駆動部材(2)の形状が全く異なる結果、駆動シャフトの回転軸線(20)と回転継手の曲率中心(33)との間の距離は、常に駆動シャフトの半径を上廻るものでなければならない。
【0011】
駆動シャフト5及び部材15が一体である上述の本発明の別の実施例において、図1の凹状面19に対応する駆動シャフトと部材との間の想定上の境界は、勿論、駆動シャフトの外周の想定上の投影像によって決まる。図示するように、駆動シャフトが円形断面である場合、その外周も円形となるが、本発明は、駆動シャフトが非円形の外形である機構を備え、駆動シャフトと部材15との間の実際的、又は想定上の境界は、かかる非円形の外形の投影像である。
【0012】
図3及び図4の別の構造において、部材15aは、図1及び図2の対応する部材15のような三日月状の断面形状ではなく、外周30と、駆動シャフト5に形成された横方向スロット33の底部32に係合する弦31で境界を画成する不完全な円の断面形状をしている。前の図面と同様に、駆動シャフト及び部材15aは、位置決め部材22及びねじ21により配置され且つ相互に保持される。部材15aの外周30は、前と同様に回転継手用の必要な凸状面(16)を提供し、回転中心18と回転軸線8との間の距離も同様に、駆動シャフト5の半径よりも短い。また、図3に断面図で示すように、回転継手の構成要素(駆動シャフト5及び部材15a)の形状は、図1の同様の断面図に示す対応する構成要素(5、15)の形状とは異なるが、これら二つの構成要素の組み合わせにより形成される「アーム」の断面積は、前と同様に、これら二つの部分の合計値に等しい。これらの部分の第一の部分は、駆動シャフト5の外周内に包み込まれた駆動シャフト5の断面であり、参照符号34は、部材15aによってその外周が不鮮明にされる輪郭の連続部分を示す。該面積の第二の部分は、図1におけるように半月状の形状であり、一側部で外周30(16)と、及び反対側の側部で線34と境界を接している。
【0013】
最後に、実際には、第1図及び第3図に図示するように、部材15、15aの半径はシャフト5の半径に等しくするのは都合がよいことが多いが、本発明は、部材がスライダと共に形成する回転継手の回転半径よりも円形の駆動シャフトの半径の方が大きいか、又は小さい駆動接続具をも包含するものである。
【図面の簡単な説明】
図1は、駆動シャフト及び被駆動のカムシャフト、並びにこれらシャフト間の駆動接続具の横断面図、
図2は、図1の矢印IIの方向の平面図、
図3は、別の構造体の横断面図の詳細図、
図4は、図3の駆動シャフトの立面図である。[0001]
[Industrial technical field]
The present invention includes a first rotating body and a second rotating body each having a rotation axis parallel to each other, and one rotation axis is movable in a direction perpendicular to the rotation axis with respect to the other rotation axis, The present invention relates to a drive connection tool between two rotating bodies, in which the first rotating body is hollow and the second rotating body is arranged in the first rotating body. In particular, the present invention provides that the two rotating bodies are both shafts, the first rotating body is a hollow shaft, and the second rotating body, which is probably a solid and combined drive member, is the first rotating body. It relates to the drive connector arrange | positioned inside.
[0002]
[Background]
The present invention relates to a mechanism of the type described in GB 2066361 and 2206179, which actuates a valve of an internal combustion engine and is in operation to adapt to changes in operating conditions. The timing can be changed . In this mechanism, the hollow shaft is driven by a solid shaft disposed in the hollow shaft.
[0003]
For example, as an example, the connection between the drive shaft and camshaft described in GB 2066361 includes an inline cylinder, where the intake valve of the cylinder is connected to the line from the exhaust valve. the engine being offset, are suitable. The invention based on GB 2206179 requires a mechanism that can be used in a compact engine in which the cylinder is in-line and the intake and exhaust valves are also in line with the center of the cylinder. Due to that. Another factor of the invention is the increasing desirability of having the valve actuating cam act directly on the bucket tappet rather than on the rocker or lever as in GB 2066361.
[0004]
As an example, in design described in the specification of British Patent No. 2206179, a driving connector between the hollow camshaft that surrounds the central drive shaft and a driving shaft, by way of example, radially from the drive shaft Formed by an arm projecting into The outer end of the arm has a partially cylindrical shape whose axis is parallel to the axis of the drive shaft. Its outer end is partly circular in shape and this outer end is a corresponding recess formed in a block slidably mounted in a radial slot formed in a flange attached to a hollow camshaft. To be rotatably engaged. Such a connector is different from the connectors of British Patent No. 2066361 and European Patent No. 0179581, because all the above-mentioned components are located in the same cross section with respect to the rotation axis of the drive shaft and the drive shaft. The advantage of being extremely compact in the axial direction is obtained. In both of the above patents, there is an axial gap connected by a pin or the like in the drive connection between the two shafts .
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In addition to the axial compactness of the design of GB 2206179, the present invention is also extremely compact in the radial direction, in particular the distance between the rotational axis of the drive shaft and the rotational center of the rotary joint ( (Radius) is done by recognizing the benefits of reducing Y. For such drive connector, feasible variable range of the timing of the valve is proportional to a function of X / Y, where, X is the distance between the axis of rotation of the rotational axis and the driven shaft of the drive shaft Yes, Y is as described above. In any practical design, the maximum amount of X is limited by the bore of the driven hollow camshaft. The reason is that the size increases even slightly increases the friction losses in the bearings of the hollow camshaft, also, that in proportion to this, it is necessary to increase the diameter of the circular cam base, the driven This is because the surface speed and friction loss on the surface of the cam (cam follower) tend to increase. Therefore, it is advantageous to maximize the value of the X / Y function by minimizing the value of Y.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is defined by the claims of the disclosure to be included in the disclosure scope of the present invention.
[0007]
The present invention also includes, by way of example, drive fittings and valve timing mechanisms described with reference to the accompanying drawings.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hollow cam shaft 1 which supports at least one valve operating cam indicated at 2, rotates about a rotational axis 3 of the fixed, typically in driven from the crankshaft 6 of the engine through a chain 7 The chain 7 and the crankshaft 6 are shown in schematic form only in FIG. 2 by being driven by a
[0009]
The camshaft 1 supports a
[0010]
Of the main parts of FIG. 1, it is apparent that the combination of the
[0011]
[0012]
3 and 4, the
[0013]
Finally, in practice, as shown in Figure 1 and Figure 3, the radius of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a drive shaft and a driven camshaft, and a drive connection between these shafts,
2 is a plan view in the direction of arrow II in FIG.
FIG. 3 is a detailed view of a cross-sectional view of another structure,
4 is an elevational view of the drive shaft of FIG.
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